西門子PLC的工程應用

西門子PLC的工程應用

第8講 工業以太網模塊在西門子PLC系統中的應用

Application of the Industrial Ethernet Module in Siemens PLC System

浙江工商職業技術學院 李方園

西門子PLC以太網通訊的類型有ISO、ISO-on-TCP、TCP/IP、UDP等多種傳輸協議，采用何種性能的以太網取決于工業用戶的需要。本文主要闡述了工業以太網模塊在西門子PLC系統中的應用。

西門子PLC；以太網通訊；ISO-on-TCP協議

1 概述

工業以太網是基于IEEE 802.3的強大的區域和單元網絡。利用工業以太網，西門子SIMATIC NET提供了一個無縫集成到新的信息世界的途徑。西門子PLC以太網通訊的類型有很多，采用何種性能的以太網取決于工業用戶的需要，以下是四種常見的以太網通訊協議。

（1）ISO傳輸協議

ISO傳輸連接用于S5站和S7站或PC站之間的數據交換(S5兼容通訊)。ISO傳輸連接的屬性：站間的通訊是基于MAC地址的；使用數據塊的數據傳輸適用于大量數據；可使用“SEND/ RECEIVE”和“FETCH/WRITE”應用實現數據傳輸；在PC上，ISO傳輸服務通過C函數或利用OPC服務器提供；數據的接收是由對方通過ISO參考模型第4層上的確認來確定的；數據不能通過路由器（非路由功能的協議）傳遞。

（2）ISO-on-TCP 傳輸協議

ISO-on-TCP傳輸連接用來進行S5站和S7站或PC站間的數據交換(兼容S5的通訊)。ISO-on-TCP連接的屬性：站間的通訊是基于IP地址的；符合TCP/IP標準的FRC 1006擴展是與ISO參考模型的第4層相一致的；使用“SEND/RECEIVE”和“FETCH/ WRITE”應用實現數據傳輸等。

（3）TCP/IP傳輸協議

通過TCP連接的配置實現站間(包括第三方的站)的數據交換。TCP連接的屬性：符合TCP/IP標準；可使用“SEND/ RECEIVE”和“FETCH/WRITE”應用實現數據傳輸；操作系統中已存在的TCP/IP實現通常可用在PC上；數據可通過路由器（有路由功能的協議）傳遞。

（4）UDP傳輸協議

通過UDP連接的配置實現兩站間的數據交換。UDP連接的屬性：UDP協議；兩站之間關聯數據塊的不可靠傳輸；支持組播傳輸；組播傳輸允許站組一起接收信息和發送信息到這個組；通過“SEND/RECEIVE”服務進行數據傳輸；數據可通過路由器(有路由功能的協議)傳遞。

本文介紹了采用CP343-1、CP343-1 IT等S7-300以太網通訊處理器CP進行兩套PLC互聯通訊的過程。

2 以太網通訊的硬件組態和網絡配置

設備的結構圖如圖1所示，2套S7-300系統分別由PS307、CPU314C-2PTP、CP343-1和PS307、CPU314C-2DP、CP343-1 IT組成。

圖1 設備的結構圖

第一步：打開SIMATIC Manager，根據系統的硬件組成，進行系統的硬件組態，插入2個S7-300 PLC的站，進行硬件組態，如圖2和圖3所示。

圖2 硬件模塊1

圖3 硬件模塊2

第二步：設置CP343-1、CP343-IT模塊的參數，建立一個以太網，MPI、IP地址，如圖4~圖7所示。

圖4 設置CP343-1模塊的參數1

圖5 設置CP343-1模塊的參數2

圖6 設置CP343-IT模塊的參數1

圖7 設置CP343-IT模塊的參數2

第三步：組態完2套系統的硬件模塊后，分別進行下載，然后點擊Network Configration按鈕，打開系統的網絡組態窗口NetPro，選中CPU314，如圖8所示。

圖8 網絡組態窗口NetPro

第四步：在窗口的左下部分點擊鼠標右鍵，插入一個新

的網絡鏈接，并設定鏈接類型為ISO-on-TCP connection 或 TCP connection或 UDP connection 或 ISO Transport connection，如圖9所示。

圖9 設定鏈接類型

第五步：點擊OK后，彈出鏈接屬性窗口，使用該窗口的默認值，并根據該對話框右側信息進行后面程序的塊參數設定（如圖10和圖11所示）。

圖10 鏈接屬性窗口1

圖11 鏈接屬性窗口2

第六步：當2套系統之間的鏈接建立完成后，用鼠標選中圖標中的CPU，分別進行下載（如圖12所示）。到此為止，系統的硬件組態和網絡配置已經完成。

圖12 分別進行下載

3 以太網通訊的軟件編程

在SIMATIC Manager界面中，分別在CPU314C-2PTP、CPU314C-2DP中插入OB35定時中斷程序塊和數據塊DB1、DB2，并在兩個OB35中調用FC5（AG_Send）和FC6（AG_Recv）程序塊，如圖13所示。

圖13 軟件編制

創建DB1、DB2數據塊，如圖14所示。

圖14 創建DB1、DB2數據塊

2套控制程序已經編制完成，分別下載到CPU當中，將CPU狀態切換至運行狀態，就可以實現S7-300之間的以太網通訊了。

4 結束語

在S7 PLC的以太網通訊中，可以通過選擇Data View并切換到數據監視狀態，就可以清晰地顯示CPU314C-2DP的DB1中的數據發送到CPU314C-2PTP的DB2中的狀態，這也為通訊調試帶來了一定的便利。

[1] 周柏青, 李方園. PLC控制系統設計與應用[M]. 北京：中國電力出版社. 2015.

[2] 李方園, 楊帆. 西門子S7 PLC應用簡明教程[M]. 北京：機械工業出版社. 2013.

[3] 李方園. 圖解西門子S7 - 1200 PLC入門到實踐[M]. 北京：機械工業出版社. 2011.

There are many transport protocols for Siemens PLC Ethernet communication types such as: ISO, ISO-on-TCP, TCP / IP, UDP. What kind of performance Ethernet will be adopted depends on the need of the industrial users. This paper describes the application of the industrial Ethernet module in Siemens PLC system.

Siemens PLC; Ethernet communication; ISO-on-TCP protocol

李方園（1973-），男，浙江舟山人，高級工程師，畢業于浙江工業大學信息學院工程碩士專業，長期從事于變頻器等現代工控產品的應用與研究工作，現就職于浙江工商職業技術學院。